Метод автоматизированного контроля технического состояния цифровых оптико-электронных систем и комплексов дистанционного зондирования Земли

В настоящее время на эксплуатацию поступают современные цифровые оптико-электронные системы (ОЭС) и оптико-электронные комплексы (ОЭК) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), отличающиеся высокими тактико-техническими характеристиками. Задачей государственной важности является обеспечение наиболее полного использования этих характеристик. Решение этой задачи требует непрерывного совершенствования способов и методов технической эксплуатации ОЭС и ОЭК ДЗЗ и дальнейшего развития их инструментальной базы – автоматических и автоматизированных систем контроля (оценки) технического состояния.Одним из перспективных направлений становится создание и внедрение в эксплуатацию бортовых и наземно-бортовых комплексных систем обработки видеоинформации. Разработка и внедрение этих систем являются основой для эксплуатации ОЭС и ОЭК ДЗЗ по состоянию.
Таким образом, возникла крупная научная и практическая проблема автоматизации оценки технического состояния ОЭС и ОЭК ДЗЗ в рамках стратегии эксплуатации по состоянию с контролем параметров на основе оценки качества их изображения и информации от встроенных средств контроля с использованием автоматических и автоматизированных систем обработки информации.
Ключевыми задачами этой проблемы являются: разработка комплексного метода оценки технического состояния ОЭС и ОЭК ДЗЗ, учитывающего условия применения и решаемые задачи; разработка информационного, технического, математического и программного обеспечений оценки параметров контроля технического состояния ОЭС и ОЭК ДЗЗ в лабораторных и летных условиях, являющихся обеспечивающей частью системы автоматизированной оценки технического состояния рассматриваемых систем. Данная работа посвящена решению актуальной научно-технической проблемы – разработке методологической основы оценки вида технического состояния цифровых ОЭС и ОЭК ДЗЗ с учетом условий и задач стоящих перед ними.
Распознавание технических состояний предлагается осуществлять на основе статистической теории распознавания образов. Для более объективной оценки состояния используются, как правило, несколько параметров (признаков) контроля. В качестве объектов распознавания рассматриваются виды технического состояния цифровых ОЭС (работоспособное, предотказное, частично неработоспособное иполностью неработоспособное состояния), а в качестве признаков объектов распознавания параметры (признаки) объекта контроля, например, такие как разрешающая способность, угловое и энергетическое разрешения (для ИКС) количество передаваемых градаций яркости, количество дефектных элементов фоточувствительного прибора с зарядовой связью и составляющие дисторсии по координатным осям. Часто достоверная информация об априорных сведениях отсутствует. В этом случае в качестве решающего правила классификации, по которому расчетные значения вектора признаков сравниваются с эталонными, выберем критерий максимума функции правдоподобия.
Во время разработки системы распознавания определяются эталонные признаки объектов для каждого класса. Вероятностный подход предполагает знание математических ожиданий вектора признаков и разброс или связи внутри класса, задаваемые ковариационной матрицей. Из априорных данных формируется полное множество гипотез по классам. Расчетные признаки сравниваются с эталонными. Оценить значения этих параметров для каждого вида технического состояния ОЭС и ОЭК ВРпредставляется возможным на основе математического моделирования, статистических и экспертных оценок. По минимуму расстояния принимается решение о принадлежности наблюдения к гипотезе. Предложено для оценки качества признаков и решающего правила для любого количества гипотез воспользоваться выражением для средней вероятности ошибки распознавания.
Работоспособность данного метода проверялась на ОЭС видимого и ИК диапазона,установленных на авиационные носители.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 11-08-00850-а).